潮汐使地球自轉(zhuǎn)的速度變慢

作者：康德

康德（1724——1804），德國(guó)哲學(xué)家。生于東普魯士哥尼斯堡。1740年入哥尼斯堡大學(xué)攻讀哲學(xué)。1754年起在該大學(xué)任教，后取得教授職位并短期任過(guò)該大學(xué)校長(zhǎng)和哲學(xué)院院長(zhǎng)。曾選為柏林科學(xué)院。彼得堡科學(xué)院和意大利托斯卡那科學(xué)院院士。1770年以前在自然科學(xué)方面作出貢獻(xiàn)，1755年發(fā)表《自然通史和天體論》，提出太陽(yáng)系起源的星云假說(shuō)。1770年以后重點(diǎn)從事批判哲學(xué)的創(chuàng)作，先后發(fā)表《純粹理性批判》、《實(shí)踐理性批判》、《判斷力批判》，從而完成其哲學(xué)體系。

皇家科學(xué)院關(guān)于今年競(jìng)選獎(jiǎng)金的論文的評(píng)判，不久就要揭曉了。對(duì)于這一主題，我曾提出一些考察，并且由于我僅僅衡量了這一主題的物理方面，所以我只想簡(jiǎn)短地勾畫(huà)出我關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的想法，在此以后，我察覺(jué)到這個(gè)主題，就其本性而論，單從物理方面，是不可能達(dá)到要獲獎(jiǎng)的論文所必須具有的那種完善程度的。

科學(xué)院的問(wèn)題如下：地球由于自轉(zhuǎn)而發(fā)生晝夜的交替，地球的自轉(zhuǎn)從起始的最初時(shí)間以來(lái)，是否經(jīng)歷過(guò)某些變化，這些變化的原因是什么，根據(jù)什么來(lái)確定這些變化。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，可以從歷史上去探究，最遠(yuǎn)的古代，為了防止一年的開(kāi)始不致由于一年的一切其他時(shí)間而流動(dòng)不定，不得不對(duì)于一年的長(zhǎng)短和閏日，使用一些記憶的標(biāo)志，把這些古代的記憶標(biāo)志和我們今日所規(guī)定的一年相比較，就可以看出最古時(shí)期的一年比現(xiàn)在所包含的日數(shù)或小時(shí)，是更多了，還是更少了；假如是更多，那未，地球繞軸旋轉(zhuǎn)的速度就變小了，假如是更少，那未，地球現(xiàn)在繞軸旋轉(zhuǎn)的速度就一直在增加了。我在我的主題中，將不企圖借助歷史來(lái)獲得知識(shí)。我覺(jué)得那些證件很模糊不清，它們所透露的消息對(duì)于今天有關(guān)的問(wèn)題極不可靠，以致人們?yōu)榱耸顾鼈兣c自然界的根據(jù)符合而設(shè)想出來(lái)的理論，大概都帶有向壁虛構(gòu)的意味。因此，我要直接從自然界著手，對(duì)于自然界的聯(lián)系，要明白指出后果，能夠說(shuō)出起因，把注意力從歷史轉(zhuǎn)到正確方面來(lái)。

地球以一種自由運(yùn)動(dòng)，圍繞著它的軸不斷旋轉(zhuǎn)。這種自由運(yùn)動(dòng)，在地球形成之時(shí)，就同時(shí)加之于地球了；此后，假如沒(méi)有阻礙或外在原因使這種運(yùn)動(dòng)變緩或加速，這種運(yùn)動(dòng)就會(huì)依然不變地，以同一的速度和方向，在全部無(wú)窮的時(shí)間中繼續(xù)下去。我所要指出的是：確實(shí)存在著外在的原因，而且是這樣一個(gè)外在的原因，它使地球的運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，并且在不可計(jì)量的長(zhǎng)時(shí)期中，甚至?xí)麥绲厍虻霓D(zhuǎn)動(dòng)。這個(gè)總有一天會(huì)到來(lái)的遭遇，是如此重要而可驚，盡管這個(gè)致命時(shí)刻的降臨還被推得極其遙遠(yuǎn)，甚至地球能夠住人的可能性以及人類的綿延也許還到不了這段時(shí)間的1/10，然而，即使僅僅這種命運(yùn)的降臨確鑿無(wú)疑和自然界的不斷接近這種命運(yùn)，也值得成為驚嘆和研究的對(duì)象了。

假如天空充滿了有某種程度的阻力的物質(zhì)，那么，地球的每日轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)在那些物質(zhì)那里，遭到不斷的阻礙，它的速度一定會(huì)由這種阻礙所消耗而終于耗盡。但是，天空卻充滿著阻力無(wú)窮小的物質(zhì)，這種天空即使對(duì)輕飄的彗星氣體物質(zhì)，也容許它有一種自由的，不受阻礙的運(yùn)動(dòng)，在牛頓令人信服地這樣指出以后，對(duì)于這種阻力也就不必?fù)?dān)心了。除了這種無(wú)須多加猜測(cè)的阻礙而外，能夠影響地球運(yùn)動(dòng)的外在原因，就只有月球與太陽(yáng)的引力了；這種引力，因?yàn)樗亲匀唤绲钠毡橥苿?dòng)器，牛頓就根據(jù)它，以明白無(wú)疑的方式，道破了自然界的秘密，它在這里提供了可靠的根據(jù)，借這種根據(jù)，是可以提出確鑿的驗(yàn)證的。

假若地球完全是固體，它上面一點(diǎn)液體也沒(méi)有，那未不論是太陽(yáng)的引力或是月球的引力，都不能使它繞自己的軸而作的自由的旋轉(zhuǎn)發(fā)生絲毫變化，因?yàn)檫@種引力對(duì)地球的東部和西部的作用是相同的，因而無(wú)論在那一面都不能引起絲毫的偏斜；所以，它一點(diǎn)也不妨礙地球繼續(xù)自由地自轉(zhuǎn)，就好像沒(méi)有受到任何外面的影響一樣。但是，假如一個(gè)行星的實(shí)體包含著可觀的液體成分時(shí)，那未，月球和太陽(yáng)的合引力，由于它使液體物質(zhì)流動(dòng)，便對(duì)地球受到震蕩的那一部分施加壓力。地球正是處于這種情況。海洋的水至少覆蓋了地球表面的1/33，由于上述天體的吸引而不斷運(yùn)動(dòng)，并且是向著與繞軸旋轉(zhuǎn)正相反對(duì)的那一面在運(yùn)動(dòng)。值得考慮的是，這種原因是不是已引起旋轉(zhuǎn)的某些變化。起主要作用的月球引力之所以使海洋的水不斷洶涌，是因?yàn)檫@種引力對(duì)于不論是朝著月亮那一邊流的水或背著月亮那一邊流的水，都努力要使那些水流向正在月亮下面的那些點(diǎn)去，并使其升高；而且因?yàn)檫@些洶涌之點(diǎn)從早到晚都在不斷移動(dòng)，所以它們便以海洋的全部水量，對(duì)世界海洋傳播一道朝正在月亮下面的區(qū)域去的奔流。航海者的經(jīng)驗(yàn)，久已使這種普遍運(yùn)動(dòng)無(wú)可置疑，這種運(yùn)動(dòng)在海峽和海灣可以最明顯地看出，在那里，由于海水必須流過(guò)狹窄的通道，它的速度便增加了。因?yàn)檫@道奔流直接反抗地球的自轉(zhuǎn)，于是我們就看到這樣一個(gè)原因，根據(jù)這原因，我們就滿有把握地說(shuō)，這種不息的作用是力圖使地球的自轉(zhuǎn)削弱和減小。

誠(chéng)然，假如把這種運(yùn)動(dòng)的遲緩和地球旋轉(zhuǎn)的迅速，把水量的微小和地球的巨大，把水的輕和地的重等作比較的話，那未，這種運(yùn)動(dòng)的作用似乎是微不足道的。但是，另一方面，假如考慮到這種推動(dòng)自古以來(lái)就延續(xù)不斷，而且還要永久保持下去，即：地球旋轉(zhuǎn)是一種自由運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)中被抽掉的微小運(yùn)動(dòng)量，仍然是無(wú)補(bǔ)償?shù)貑适Я?，而另一方面，使其削弱的原因，又以同等的?qiáng)度，仍然不斷地在起作用，那未，把一個(gè)微小的作用，說(shuō)成是毫無(wú)價(jià)值，而這個(gè)作用通過(guò)經(jīng)常的積累卻必定會(huì)終于耗盡最大的量，這對(duì)于一個(gè)哲學(xué)家來(lái)說(shuō)，未免是不合適的偏見(jiàn)。

于是我們可以約略估計(jì)海洋從早到晚與地球自轉(zhuǎn)相反的經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的作用量；由于我們把海洋的廣袤延伸直到兩極，因?yàn)檠由鞎r(shí)所缺少的水量，我們非洲頂端和亞洲東海岸的水量來(lái)補(bǔ)充還有余，所以我們只要算出世界海洋對(duì)清晨美洲大陸海岸的沖擊。假設(shè)上述流向兩極的海洋運(yùn)動(dòng)，在赤道上也正如與赤道平行的緯度圈的運(yùn)動(dòng)一樣，每秒鐘減1英尺；最后便可以假定遭受海水沖擊的大陸平面的高度，依垂直深度估計(jì)，是100托斯（1托斯等于6法國(guó)舊尺），于是我們就會(huì)找出海洋由于運(yùn)動(dòng)而對(duì)與它相對(duì)的平面所施的壓力，等于以下的水的重量，即這些水的底面是以前所說(shuō)的從一極到另一極的整個(gè)平面，但高卻只等于1/124英尺。這些水的體積有110萬(wàn)立方托斯，地球的大小則超過(guò)它1230億倍；并且由于這些水的重量永遠(yuǎn)以相反方向?qū)Φ厍蜻\(yùn)動(dòng)施加壓力，所以很容易找出直到這種阻礙耗盡地球的全部運(yùn)動(dòng)為止，必須經(jīng)過(guò)多少時(shí)間。如果假定漲潮的海洋速度直到終結(jié)，都是相等的，而地球土壤和水，其密度也相等，那未，上述情況的到來(lái)，就需要200萬(wàn)年。根據(jù)這一點(diǎn)，在不長(zhǎng)的時(shí)期中，例如在2000年的時(shí)間中，因?yàn)樯鲜鰷p少還不很多，延緩多少總計(jì)如下，即：在這之后的一個(gè)年度一定要比以前少81/2小時(shí)，因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)慢了那么多。

然而，每日運(yùn)動(dòng)的減少還要受到很大的限制，因?yàn)椋海?span lang=EN-US>1）地球全部實(shí)體的密度，并不像這里所假定的那樣，等于水的比重；（2）漲潮的海洋在開(kāi)闊遼遠(yuǎn)的海面上，速度的減小，似乎不等于每秒鐘1英尺；但是另一方面，這種不足之處，卻由以下情況補(bǔ)償而有余，因?yàn)椋海?span lang=EN-US>1）地球的力，在這里作為以赤道上一點(diǎn)的速度而向前飛馳的運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算，只是一種自轉(zhuǎn)；在一個(gè)自身旋轉(zhuǎn)的球體表面上所施加的阻礙，具有超出上面所說(shuō)之點(diǎn)的好處，象杠桿由于離開(kāi)中心點(diǎn)的距離所具有的好處那樣；將上面兩種原因合并考慮，由于海水高漲而使地球旋轉(zhuǎn)的減少，便增加了3/2；（2）但最主要的，是：流動(dòng)的海洋的這種作用并不專對(duì)高出海底的突兀不平之處，如大陸、島嶼、峭壁等，而且也對(duì)整個(gè)海底施展，在海底每一點(diǎn)的作用，其結(jié)果誠(chéng)然要比以前計(jì)算垂直高漲時(shí)無(wú)比微小，但另一方面，由于作用表現(xiàn)范圍的龐大（這個(gè)范圍，比前面所說(shuō)的平面，超過(guò)1/38×100萬(wàn)倍），也就一定以驚人的富裕得到補(bǔ)償。

根據(jù)以上所說(shuō)，可以不再懷疑世界海洋從晚到早的不斷運(yùn)動(dòng)既然是一種真實(shí)而重要的力量，也就總會(huì)使地球的自轉(zhuǎn)有某種減少，其后果一定會(huì)在長(zhǎng)時(shí)間中無(wú)可避免地顯現(xiàn)。為了支持這種假設(shè)，本來(lái)應(yīng)該適當(dāng)?shù)匾靡恍v史證據(jù)，但是我不得不承認(rèn)對(duì)于這樣大體可以推測(cè)到的事件，我并未遇到任何跡象，因此我將盡可能彌補(bǔ)這種缺憾的功績(jī)，讓與其他的人。